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Caterva是一家由西門(mén)子協(xié)助創(chuàng )建的新公司，它讓電力用戶(hù)在電網(wǎng)中的角色變得日益重要。Caterva試點(diǎn)項目的參與者用太陽(yáng)能發(fā)電自給自足，剩余電量饋入電網(wǎng)，幫助電網(wǎng)穩定運行。

在位于巴伐利亞鄉村的家中，Andreas Seubert在地下室安裝了一個(gè)1.8米高的鋼制電池柜，其中一側是堆疊的鋰電池，另一側有逆變器、智能儀表、電子開(kāi)關(guān)設備，以及一個(gè)帶有處理器和移動(dòng)通信設備的卡片大小的電路板；同時(shí)，他還在房頂上安裝了大量太陽(yáng)能板。整個(gè)系統充分展現了專(zhuān)家們所說(shuō)的分布式配電概念。

Caterva解決方案由鋰電池和一個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)組成。
將其與其他建筑物中的裝置互聯(lián)后，就形成了一個(gè)虛擬儲能系統。

初步試驗

如果德國能夠成功實(shí)現能源轉型，則儲能系統（ESS，如 Seubert地下室的儲能系統）未來(lái)將在可持續能源網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。因為這種系統有助于在無(wú)風(fēng)、無(wú)陽(yáng)光的日子保持電網(wǎng)頻率穩定，彌補供電缺口。目前，這項工作仍然依賴(lài)常規發(fā)電廠(chǎng)（比如能夠快速啟動(dòng)的燃氣電廠(chǎng)）。

然而，位于慕尼黑的Caterva公司正在展示另外一種方法。公司總經(jīng)理Markus Brehler說(shuō)，“Caterva是一個(gè)拉丁詞，意指‘群組’”。群組的原理非常簡(jiǎn)單，就是儲存光伏組件產(chǎn)生的電能，如Seubert家鋰電池中儲存的光伏電能。每個(gè)電池柜的總輸出功率為20千瓦，容量為21千瓦時(shí)(kWh)。通過(guò)電網(wǎng)將一個(gè)地區所有建筑物中的電池柜互聯(lián)，可形成一個(gè)總輸出功率超過(guò)1兆瓦的群組或虛擬儲能系統。電池柜通過(guò)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)設備控制，柜中的電子系統允許控制中心搭接Caterva參與者的電池或對這些電池充電。如果電網(wǎng)需要更多電能，“控制中心就會(huì )從電池群中獲取電能”來(lái)平衡電能波動(dòng)。Seubert如是說(shuō)。

這一創(chuàng )新概念初由西門(mén)子新型業(yè)務(wù)部門(mén)（SNB）提出，之后由西門(mén)子中央研究院不同部門(mén)加以完善，直至群組軟件基礎版完成。另外，SNB的專(zhuān)家還協(xié)助創(chuàng )建了Caterva，這是因為當西門(mén)子股份公司無(wú)法像外部公司那樣很好、很快或很靈活地進(jìn)一步發(fā)展一個(gè)很有前途的經(jīng)營(yíng)理念時(shí)，這些專(zhuān)家就需要負責創(chuàng )建新公司。在擔任Caterva總經(jīng)理之前，Brehler曾在另一家西門(mén)子分公司EnOcean GmbH工作，并在那里積累了豐富的經(jīng)驗。未來(lái)，西門(mén)子會(huì )以多種方式繼續為Caterva提供支持。舉例來(lái)說(shuō)，它將電池柜與所有硬件進(jìn)行了連接，并且還是該公司的小股東之一。

幾個(gè)月前，Caterva與能源供應商N-Ergie攜手合作，共同啟動(dòng)了初步試驗，終會(huì )有大約65個(gè)民營(yíng)光伏業(yè)主參加。有了這種儲能系統，這些業(yè)主會(huì )利用更多的自產(chǎn)電能，其比例從沒(méi)有儲能系統的僅僅30%激增至平均60%至80%之間。

Seubert今年52歲，是西門(mén)子包裝機部門(mén)經(jīng)理，他是參加該項目的*人。在2013年秋季，當他和家人搬進(jìn)位于德特爾巴赫小鎮的新家時(shí)，他在自家房頂上安裝了太陽(yáng)能板。太陽(yáng)能板在陽(yáng)光燦爛的日子能夠生產(chǎn)大量電能，然而令Seubert苦惱的是，他家的用電量相對較少。雖然未立即使用的電能會(huì )饋入電網(wǎng)，Seubert也會(huì )獲得相應的收入，但他的長(cháng)期目標是，脫離對能源供應商的依賴(lài)。

積極響應

Seubert認為自己購買(mǎi)電池來(lái)儲存太陽(yáng)能不劃算。他表示：“專(zhuān)家們建議我不要這樣做，因為他們仍然認為，對于私人家庭來(lái)說(shuō)，高性能電池太貴了。”一個(gè)偶然的機會(huì )，他知道了Caterva項目。“一位在西門(mén)子從事智能電網(wǎng)技術(shù)工作的同事告訴我，如何通過(guò)電池和智能技術(shù)加入能源供應系統。”Seubert說(shuō)。在他注冊加入試點(diǎn)項目之后，Caterva于2014年夏初在他的地下室安裝了新ESS裝置。Caterva急需與Andreas Seubert這樣的先鋒合作，從而證明群組概念的巨大潛能。攜手開(kāi)展試點(diǎn)項目的N-Ergie的情況也是如此。NErgie企業(yè)戰略發(fā)展部項目經(jīng)理Ingo Sigert表示：“我們在能源轉型方式方面一直都在努力。” Sigert堅信，能源供應公司必須提供創(chuàng )新解決方案，方能在市場(chǎng)上長(cháng)期立足。因此，N-Ergie近將一個(gè)70米高的熱水蓄熱系統投入了運營(yíng)。這堪稱(chēng)歐洲高的蓄熱系統之一，它與具有集成式生物質(zhì)能供熱站的聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)進(jìn)行了連接。N-Ergie面臨的一個(gè)主要問(wèn)題是，如何在一個(gè)可再生能源發(fā)電量波動(dòng)很大的網(wǎng)絡(luò )中，解決能源儲存和電網(wǎng)監管的問(wèn)題。“當Caterva找到我們，并介紹了其群組概念后，我們立即就被這個(gè)概念迷住了。”Sigert解釋道。兩家公司很快達成合作協(xié)議，并且還邀請了愛(ài)爾蘭根-紐倫堡大學(xué)（FAU）參與進(jìn)來(lái)。大學(xué)的科研人員將為試點(diǎn)項目提供支持，直至2017年。Sigert表示：“在未來(lái)一段時(shí)間，隨著(zhù)從可再生能源獲得的電能越來(lái)越多，我們能逐漸積累經(jīng)驗。”

每個(gè)項目合作伙伴都有自己的具體任務(wù)。N-Ergie負責在其電網(wǎng)區域聯(lián)系在房頂上安裝了相對較新的太陽(yáng)能電池板的客戶(hù)。“客戶(hù)的響應一直非常積極。我們很快找到了超過(guò)25個(gè)潛在參與者，并且有望很快找到其余參與者。”Sigert說(shuō)。Caterva是參與者的合同合作伙伴。公司會(huì )為參與者們提供用于鋼制電池柜的系統，并將其聯(lián)網(wǎng)。“參與者只需支付租金。在試點(diǎn)階段，費用總計為4,000歐元左右。”Brehler解釋道。各戶(hù)向德國電網(wǎng)支付的電費（目前電價(jià)為27歐分/度）與自產(chǎn)電能成本之間的差額*可以抵消這筆費用。目前來(lái)看，該項目每度電可節省10至15歐分。Caterva之所以能夠提供如此優(yōu)惠的租賃條件，是因為它能夠向電網(wǎng)運營(yíng)商提供用于調節供需、平衡電網(wǎng)的電能，由此獲得收入。

群組協(xié)調

N-Ergie提供統領(lǐng)性的基礎設施。未來(lái)，該公司的控制中心不僅要管理其發(fā)電廠(chǎng)，而且還將管理Caterva項目群組。Brehler表示：“主要任務(wù)之一是，協(xié)調好這個(gè)群。”移動(dòng)設備用來(lái)將數據從參與者地下室中的ESS裝置傳輸到控制中心。這樣，N-Ergie便能隨時(shí)了解電池的電量。

與此同時(shí)，ESS裝置也能“了解”因電力供需不平衡而導致的電網(wǎng)頻率波動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，當分布式發(fā)電的產(chǎn)能過(guò)多或常規發(fā)電發(fā)生故障時(shí)，就會(huì )出現這種情況。在這種情況下，需要立即將電能饋入電網(wǎng)或從電網(wǎng)獲取電能，以彌補發(fā)電量與耗電量之間的缺口，并將電網(wǎng)頻率保持在50赫茲的水平。過(guò)去，這項工作由常規發(fā)電站（如燃氣電廠(chǎng)）負責。

自2011年開(kāi)始，德國也允許分布式發(fā)電商承擔這項工作，前提是他們需要至少向電網(wǎng)饋入一兆瓦的調節電能。在2030年系統服務(wù)路線(xiàn)圖中，德國能源署（DENA）計劃讓更多分布式發(fā)電商執行此工作。但在此之前，德國需要測試并運用新技術(shù)，如Caterva的技術(shù)。Brehler表示：“我們必須立即行動(dòng)，以便能在未來(lái)五年內找到穩定電網(wǎng)的解決方案。”

近剛剛啟動(dòng)的這個(gè)試點(diǎn)項目只是長(cháng)遠發(fā)展的起點(diǎn)。N-Ergie正在考慮集成全德國的光伏組件業(yè)主，因為，如Sigert所說(shuō)，“這個(gè)群越大，越有助于穩定電網(wǎng)”。德國特別適合實(shí)施以“帶著(zhù)太陽(yáng)入網(wǎng)”為口號的Caterva概念。德國的民營(yíng)光伏組件業(yè)主大約有110萬(wàn)，遠超世界上任何其他國家，這表明，與能源轉型相關(guān)的新經(jīng)營(yíng)理念具有巨大的潛在商機。Markus Brehler也對此深信不疑。他表示：“我們正在尋找對未來(lái)能源概念業(yè)務(wù)模式感興趣的基礎設施投資商。”但未來(lái)還有很長(cháng)的路要走。就現在而言，Seubert比較滿(mǎn)意的是，他地下室的系統非常穩定。他表示：“我希望有一天，家中的電力非常充足，即使發(fā)生大范圍的停電事故也能如此。而如果家里的電力足以讓我在電視上看一場(chǎng)重要的足球比賽，那我就更滿(mǎn)意了。”如今，Seubert的愿望應該已經(jīng)能實(shí)現了。

西門(mén)子如何測試新業(yè)務(wù)模式

自2012年開(kāi)始，西門(mén)子新型業(yè)務(wù)部門(mén)（SNB）被并入西門(mén)子中央研究院的創(chuàng )新風(fēng)險投資部門(mén)。其任務(wù)是，在對西門(mén)子有利的業(yè)務(wù)領(lǐng)域設立初創(chuàng )公司，從而為測試快速、靈活的創(chuàng )新業(yè)務(wù)模式創(chuàng )造機會(huì )。這些初創(chuàng )公司在管理上獨立于西門(mén)子之外，由經(jīng)驗豐富的企業(yè)家。西門(mén)子新型業(yè)務(wù)部門(mén)僅作為風(fēng)險資本投資商對這些分公司提供財務(wù)支持。西門(mén)子可以日后決定是否要將這些初創(chuàng )公司并入組織架構，以便在整個(gè)西門(mén)子范圍內擴展其業(yè)務(wù)運營(yíng)。